周利兵,吳夢詩,王小蝶
(廣西科技師范學院,廣西來賓 546199)
習近平總書記在黨的十九大報告中指出:“加快建設(shè)創(chuàng)新型國家,創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐?!蓖苿尤祟愇拿鬟M步的重要力量之一是創(chuàng)新。沒有創(chuàng)新,社會不會快速進步發(fā)展。創(chuàng)新是深化經(jīng)濟體制改革、加快國家創(chuàng)新體系建設(shè)的重要舉措。
在“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”發(fā)展理念引領(lǐng)下,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育已成為我國高等教育教學改革的主旋律,高校是大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的搖籃,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型高校肩負著為國家建設(shè)和社會發(fā)展培養(yǎng)和提供具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才。大學生作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的主力軍,如何培育大學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,提高他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì),是目前高校培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才所急需解決的重要問題。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是高等教育在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的改革與實踐,是以創(chuàng)新為基礎(chǔ),以激發(fā)人的創(chuàng)造力為核心,以培養(yǎng)大學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力為主要目標,指向未來事業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)發(fā)展的一種新的教育理念和教育實踐;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育讓學生掌握多元化的多學科交叉融合知識,為社會和經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)高水平、高技能、綜合型人才。
高校就是“社會”,如何檢驗理論知識,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐是一種行之有效的手段之一。毛主席說:“理論與實踐的統(tǒng)一,是馬克思主義的一個最基本的原則;堅持實踐是檢驗真理的唯一標準,就是堅持馬克思主義,堅持辯證唯物主義”。
王濤等針對光化學基本理論的實驗教學對應(yīng)用化學專業(yè)的學生培養(yǎng),將蒽與碘鎓鹽的光電子轉(zhuǎn)移可行性判斷,以及蒽/碘鎓鹽引發(fā)丙烯酸酯單體的聚合實驗設(shè)計為應(yīng)用化學專業(yè)的綜合實驗,以培養(yǎng)學生對光化學基本理論的理解。學生通過紫外-可見吸收光譜、熒光激發(fā)光譜和循環(huán)伏安實驗獲得實驗數(shù)據(jù),依據(jù)Rehm-Weller方程計算獲得蒽與碘鎓鹽之間光電子轉(zhuǎn)移的自由能變,并通過光聚合實驗學習光電子轉(zhuǎn)移增感引發(fā)體系的應(yīng)用。
孫京國等以二苯甲酮為原料,經(jīng)肟化、貝克曼重排合成苯甲酰苯胺,產(chǎn)物經(jīng)1H NMR、13C NMR、IR等確證分子結(jié)構(gòu),通過TLC監(jiān)測反應(yīng)進程,能使學生對反應(yīng)過程有清楚的認知和掌控。
高明麗等在綜合設(shè)計性實驗中采用濕法、超聲法、微波法合成甘氨酸鈉碳酸鹽并對合成方法進行比較,學習使用紅外和紫外大型分析儀器對產(chǎn)物進行表征,并對產(chǎn)物的性質(zhì)進行了初步探討,最后總結(jié)實驗結(jié)果,完整地進行了一次簡單的科研實踐過程。
袁爾東等針對目前食品生物化學實驗教學在課程規(guī)劃、教學內(nèi)容、課程特色及教學形式等方面存在的問題,分析課程改革的必要性,提出教學改革方案。在充分體現(xiàn)食品科學與工程學科特色的基礎(chǔ)上,對實驗教學內(nèi)容進行規(guī)劃。強調(diào)涵蓋基礎(chǔ)實驗內(nèi)容的大型綜合實驗,增加探究性實驗培養(yǎng)開拓創(chuàng)新精神,開放以學生為主體的創(chuàng)新設(shè)計性實驗,將科研與教學緊密結(jié)合充分反映學科前沿進展,強化多學科知識融合。通過教學改革與實踐,使學生在掌握食品生物化學實驗基本理論、方法和技能的基礎(chǔ)上,達到提高創(chuàng)新綜合實踐能力的目的,為社會培養(yǎng)具有嚴謹科學態(tài)度和良好團隊合作精神的復合型創(chuàng)新人才。
為提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力,設(shè)計了基于水滑石化合物(LDHs)前驅(qū)體的鎳基催化劑的制備及其在二氧化碳加氫甲烷化反應(yīng)中應(yīng)用的探究性專業(yè)實驗,并將現(xiàn)代分析技術(shù)應(yīng)用于教學實踐中。催化劑的制備采用新穎的原位生長法,以Al2O3載體為Al源,在其表面合成Ni-Ce-Al水滑石化合物。然后經(jīng)過焙燒和還原制得負載型NiCe/Al2O3-LDHs催化劑,采用XRD和SEM對合成的Ni-Ce-Al水滑石化合物進行表征,以二氧化碳加氫甲烷化反應(yīng)對催化劑的性能進行評價。通過開設(shè)該實驗,可以讓學生了解化工學科前沿,包括先進的生產(chǎn)工藝、催化劑的制備方法以及現(xiàn)代分析技術(shù),掌握專業(yè)實驗操作、數(shù)據(jù)處理和譜圖繪制方法,體會理論知識在實踐中的應(yīng)用,提高學生的專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力,為未來從事科研或走向?qū)I(yè)技術(shù)崗位奠定基礎(chǔ)。
綜合實驗應(yīng)用于大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育可以有效促進理論和實踐之間的緊密聯(lián)系,實現(xiàn)以學生綜合實驗為平臺、為目的,滲透多學科交叉綜合實驗知識,進行理論、實驗、實踐的無縫對接,提升大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)、實踐動手能力。逐步創(chuàng)建建立并完善“基礎(chǔ)性(訓練)實驗—綜合設(shè)計型實驗—創(chuàng)新研究型實驗”的多層次化、多模塊化的實驗體系,鼓勵學生根據(jù)自己掌握的理論知識,制定具體的綜合性、設(shè)計性實驗步驟,并列出自己所需的儀器和試劑,使實驗教學具有主動性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性、高效性,掌握綜合實驗的測定方法和原理,使學生掌握綜合實驗的基本實驗技能,正確使用各種測量儀器,并能對實驗數(shù)據(jù)進行科學、合理、有效的分析和評價,有助于培養(yǎng)綜合實驗在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用與實踐。
本課題以廣西科技師范學院為例,為了進一步加強理論和實踐的辯證統(tǒng)一,培養(yǎng)大學生的實驗、實踐,理論和實踐的綜合能力。本課題從同一個實驗中包含三到十個知識點的有機結(jié)合與滲透、綜合運用三到十種方法來完成同一個實驗即綜合實驗出發(fā),以創(chuàng)新為基礎(chǔ)、以激發(fā)人的創(chuàng)造力為核心、以培養(yǎng)大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)能力的提高為主要目標,讓學生掌握多元化的多學科交叉融合知識、為社會和經(jīng)濟發(fā)展提供高水平人才、促進學生綜合實踐技能最大化發(fā)展為出發(fā)點,根據(jù)食品、藥品、化學組合綜合實驗特點,構(gòu)建綜合實驗在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用體系與實踐。
目前我院化學本科專業(yè)的學生從大學第三學期開始,結(jié)合多學科交叉融合知識、開展綜合實驗在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用與實踐已經(jīng)啟動并開始實踐,已經(jīng)把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)的全過程。不斷完善“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育-綜合實驗-畢業(yè)設(shè)計”三位一體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育人才培養(yǎng)體系。
利用高等教育學中的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、分析化學、有機化學、無機化學、物理化學、儀器分析、微生物、食品藥品相關(guān)學科、應(yīng)用化學、食品化學、計算機化學、統(tǒng)計學、數(shù)學、物理學、計量學等多學科交叉融合知識,從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐、分析化學實驗、有機化學實驗、無機化學實驗、物理化學實驗、儀器分析實驗、微生物實驗、食品檢測實驗、藥品檢測實驗、應(yīng)用化學實驗、食品化學實驗、食品營養(yǎng)實驗等實驗出發(fā)組建綜合實驗(這種綜合實驗絕不是簡單的幾個實驗組合,而是系統(tǒng)化、集成化、創(chuàng)新性的實驗),從實驗過程、試驗記錄、實驗結(jié)束、作圖等方面對學生進行培養(yǎng)。
以《物理化學實驗》中燃燒熱實驗為例。一般教材上多是驗證性實驗,我校為了培養(yǎng)學生的綜合知識和應(yīng)用實踐能力的提高,直接請同學們選擇調(diào)味品、藥品、中草藥等樣品測試燃燒熱及作圖,產(chǎn)出了部分成果。
以《儀器分析實驗》中熱重實驗為例,實驗前預(yù)習實驗操作,試驗過程中注意觀察熱重曲線變化情況并做出分析和判斷,直接用藥材、食品、茶葉等樣品進行實驗,用以解決社會實際問題,研究樣品的燃燒穩(wěn)定性。
從綜合實驗出發(fā)、利用灰色系統(tǒng)理論和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等多種方法、多學科交叉融合,結(jié)合高等教育學在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用等知識?!叭灰惑w”的研究體系已經(jīng)構(gòu)架完成。
1.羌活熱重分析
羌活的熱重見圖1。由圖1可以看出,在29.8 ℃時試樣開始失水,達到166.8 ℃時,失水率為5.98%;溫度達到424.9 ℃,損失率為51.24%;隨著溫度的繼續(xù)升高,直至600 ℃,損失率為7.93%,剩余樣品質(zhì)量為34.85%。隨著溫度的升高,峰形的拐點為307.8 ℃。峰值為151.9 ℃,溫度范圍為78.3~190.8 ℃,峰面積為140.1 J/g。
圖1 羌活熱重(TG)曲線、微商熱重(DTG)曲線、熱差分析(DTA)曲線
2.熟地黃熱重分析
熟地黃的熱重見圖2。由圖2可以看出,在29.6 ℃時試樣開始失水,達到164.4 ℃,失水率為0.72%;溫度達到301.6 ℃,損失率為18.3%;然后,隨著溫度的繼續(xù)升高,損失率為11.99%,直至600.0 °C,損失率為3.26%;剩余樣品質(zhì)量為64.78%。隨著溫度的升高,峰形的拐點218.0 ℃,333.9 ℃。熟地黃的DTA曲線有一個較寬的放熱峰,峰值為74.0 ℃,溫度范圍為59.7~125.0 ℃,峰面積為37.58 J/g。
圖2 熟地黃熱重(TG)曲線、微商熱重(DTG)曲線、熱差分析(DTA)曲線
3.炒石菖蒲熱重分析
炒石菖蒲的熱重見圖3。由圖3可以看出,在28.6 ℃時試樣開始失水,達到196.2 ℃,失水率為10.50%;溫度達到430.1 ℃,損失率為52.52%;直至600.0℃,損失率為7.15%;剩余樣品質(zhì)量為29.83%。隨著溫度的升高,樣品的DTG曲線呈現(xiàn)出一個峰形,峰形的拐點為330.0 ℃。炒石菖蒲的DTA曲線有一個較寬的放熱峰,峰值為115.0℃,溫度范圍為68.2~137.1 ℃,峰面積為55.14 J/g。
根據(jù)不同種類中草藥的燃燒穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)建多指標評價體系。根據(jù)文獻,對不同種類中草藥進行賦值,從而計算綜合得分F越大,樣本效果越好。最終比較所有的F值,即得出評價結(jié)論。采用EXCEL計算,羌活、熟地黃及炒石菖蒲的F值為0.7014、0.2339、0.5603,從綜合評價分析結(jié)果得到,羌活、熟地黃及炒石菖蒲多指標燃燒穩(wěn)定性排序為:羌活>炒石菖蒲>熟地黃。
通過本課題的研究,發(fā)現(xiàn)本課題有非常廣泛的推廣價值和應(yīng)用價值。綜合實驗應(yīng)用于大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育可以有效促進理論和實踐之間的緊密聯(lián)系,實現(xiàn)以學生綜合實驗為平臺、為目的,以創(chuàng)新為基礎(chǔ)、以激發(fā)人的創(chuàng)造力為核心、以培養(yǎng)大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)能力提高為主要目標,讓學生掌握多元化的多學科交叉融合知識、促進學生綜合實踐技能最大化發(fā)展為出發(fā)點,為社會和經(jīng)濟發(fā)展提供高水平人才,根據(jù)食品、藥品、化學組合綜合實驗特點,構(gòu)建綜合實驗在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用體系與實踐。滲透多學科交叉綜合實驗知識,進行理論、實驗、實踐的無縫對接,提升了我院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)、實踐動手能力。